Základy: Reprosoustavy a frekvenční pásma

Reprosoustavy a sluchátka jsou mostem mezi audiozáznamem a našimi smysly. Proto není na škodu, trochu se v nich zorientovat. Základním vodítkem mohou být frekvenční pásma, na která reprosoustavy dělí svůj rozsah.

Neopomenutelnou komponentou, kterou si v souvislosti s frekvenčními pásmy reprosoustav musíme představit, je výhybka. Jde o pasivní či aktivní součástku, která rozhoduje o tom, jaké frekvence se dostanou ke kterému elektro-akustickému měniči. Najdeme ji prakticky ve všech reprosoustavách. Výjimku představují jednopásmové reprosoustavy, které staví na jediném širokopásmovém měniči hrajícím vše od basů až po výšky. Výhybka slouží velmi zjednodušeně jako dirigent určující, kdo bude hrát bas a kdo výšky.

Bližší seznámení s výhybkami, elektro akustickými měniči a reproduktorovými terminály si necháme na jindy. Slibujeme! Teď už se ale vrhněme na frekvenční pásma..

Reprosoustavy jediného pásma

Jednopásmové reprosoustavy, které bychom měli nazývat spíše širokopásmové reproduktory, jsou ztělesněním jednoduchosti. K reprodukci totiž používají jediný měnič, který hraje vše od basů až po výšky. Poskytují tak dokonale integrovaný zvukový projev napříč celým frekvenčním rozsahem. Ten ale bohužel bývá poměrně omezený a především v oblasti nejvyšších a nejnižších frekvencí se často setkáme s nepříjemným zkreslením, kvůli kterému se pro Hi-Fi nasazení příliš nehodí. Pokud k němu ale přece jen dojde, mají jednu obrovskou výhodu. Díky absenci frekvenční výhybky se mohou chlubit úžasně vysokou citlivostí. Stačí jim tak většinou slabší zesilovače a postřehnou i ty nejmenší změny v elektrickém signálu a tak i ty nejjemnější detaily nahrávky.

Tyto systémy se často objevují v lacinějším audio vybavení. Historicky byly jednopásmové reprosoustavy srdcem mnoha ekonomických řešení, včetně starých magnetofonů a rádií. V současnosti je jejich přítomnost znát u levných Bluetooth reproduktorů, chytrých telefonů a notebooků. Jednoduchost a nízké výrobní náklady činí jednopásmové reprosoustavy atraktivní volbou pro zařízení, kde je prostor omezený a požadavky na kvalitu zvuku jsou sekundární.

Reprosoustavy s jediným pásmem jako RDacoustic Evolution mají jediný měnič, zdroj: hifimanie.cz

I přesto mají jednopásmové reprosoustavy ve světě špičkového Hi-Fi své místo. A to především ve spojení s hornovou konstrukcí. Horny zesilují a směřují zvuk díky své unikátní geometrii a mohou výrazně vylepšit zvukový výstup a efektivitu jednopásmových měničů podobně, jako tomu bylo u historických gramofonů, které využívaly pouze mechanické energie jehly a na ní připojené membrány. Tato kombinace umožňuje jednopásmovým systémům dosahovat vysoké zvukové kvality s teplým, přirozeným zvukem, který může konkurovat i výrazně složitějším vícepásmovým systémům. Je to příklad, jak se jednoduchost spojuje s inovací tradičních technologií a akustickým umem, aby poskytla posluchačům působivý zvukový zážitek. Jako typický příklad mohou posloužit impozantní české reprosoustavy RDacoustic Evolution. I když leckdo může namítnout, že jsou obrovské, drahé a nepraktické, když se s nimi setkáte, pochopíte, že i v tom tkví část jejich kouzla.

Dvě frekvenční pásma – ten nejlepší základ kvalitního poslechu

S ohledem na fyzickou komplikovanost hornových reprosoustav se ve světě Hi-Fi audia setkáme výrazně častěji s dvoupásmovými reprosoustavami. Ty rozdělují celý frekvenční rozsah mezi dva měniče. Rozměrnější z nich se specializuje na basové a středové frekvence hlubokých tónů a vokálního pásma a druhý výrazně menší se stará o výšky. Klíčovou roli zde hraje frekvenční výhybka, která přesně určuje, kde se rozdělí frekvenční spektrum mezi basový a výškový měnič. Konstruktéři tak mají možnost využít měniče optimalizované pro konkrétní rozsah. Výsledkem je čistší a vyváženější zvuk než u jednopásmových reprosoustav, s lepší definicí jak v nízkých, tak ve vysokých frekvencích. Díky tomu dvoupásmové reprosoustavy poskytují posluchačům bohatší zvukové zážitky, kde jsou basy plné a výšky jasné a detailní. Zároveň jde o ideální koncepci pro malé reprosoustavy vhodné pro umístění na stojan, nebo třeba na televizní stolek, jako jsou například skvěle hrající české reprosoustavy AQ Canto.

Naprosto typickou ukázkou dvoupásmové regálové reprosoustavy jsou Pro-Ject Speaker Box 5 S2, nebo AQ Pontos 9, zdroj: hifimanie.cz

Úskalím takového systému je ale vzájemná interakce dvou měničů. A to je dalším důvodem, proč je precizně navržená frekvenční výhybka tak důležitá. Pro dosažení návaznosti jednotlivých pásem totiž musí mít jednotlivé měniče frekvenční překryv a v jeho rozsahu se musí obě membrány pohybovat naprosto synchronizovaně. Jinak dojde k nežádoucímu zabarvení zvuku a k jeho zkreslení. Navíc do hry vstupuje i vliv umístění a náklonu jednotlivých měničů. Ovlivňuje nejen sfázování měničů, ale také vnímání prostoru nahrávky. Čím jsou si membrány blíže, tím je zobrazení prostoru koherentnější. I proto dnes u některých značek  můžeme vidět koaxiální reprosoustavy, kde jsou membrány skládány jedna do druhé.

Dvoupásmová specialita zvaná D’Appolito

Dvoupásmové uspořádání D´Appolito najdeme například často i u prémiových sloupků Fischer&Fischer, zdroj: hifimanie.cz

Jednou ze zajímavých dvoupásmových konstrukcí je takzvané D’Appolito. Ve srovnání s běžnějšími dvěma měniči dvoupásmové reprosoustavy pracuje rovnou se třemi. Umožňuje tak lepší soudržnost zvukového pásma čímž zlepšuje podání prostoru a minimalizuje problémy s fázovým sladěním měničů. Rozložení, pojmenované po Josephu D’Appolitovi, který tento koncept popularizoval, poznáte snadno. Tkví ve využití páru středobasových měničů, které obsluhují jedno frekvenční pásmo a symetricky obklopují výškový měnič. Na reprosoustavě tak uvidíte dvě totožné membrány nad sebou, mezi nimiž sídlí tweeter. Výsledkem je kromě zmíněného i lepší vertikální rozložení zvuku. Zároveň menší basové membrány, které si ale v součtu zachovávají velkou plochu, nabídnou přesnější chod a vyšší přesnost. To vše pak vede k čistšímu, přesnějšímu a prostorově vyváženějšímu zvukovému obrazu, což je ideální pro Hi-Fi poslech ideální.

2,5 pásma jediné reprosoustavy – to jako vážně?

Ano, 2,5pásmové reprosoustavy existují a představují zajímavý kompromis mezi dvoupásmovými a třípásmovými systémy. Na první pohled může název vzbuzovat zmatek, ale princip za tímto označením je poměrně jednoduchý a geniální zároveň. 2,5pásmový systém se na první pohled může jevit jako dvoupásmový, ale skrývá v sobě mnohem víc. Základem je standardní dvoupásmová konfigurace s jedním wooferem pro středy i basy a jedním tweeterem pro výšky. Co tuto konfiguraci činí „2,5pásmovou“, je přidání dalšího basového měniče, který pracuje ve stejném frekvenčním pásmu jako první woofer, ale je využit pouze pro reprodukci nižší části basového rozsahu. Doplní tak potřebnou energii, aniž by jeho využití vyžadovalo rozšíření reprosoustavy a náročnější konstrukci frekvenční výhybky. A v případech, kdy není extrémně důležité vykreslit ty nejhlubší frekvence – protože například plánujeme využití reprosoustavy se subwooferem, může mít výhody i oproti klasickému třípásmu. Podobně jako v případě rozložení D’Appolito nabídnou menší membrány přesnější a rychlejší reprodukce basů.

Reprosoustavy této konstrukce stojí na pomezí mezi jednoduchostí dvoupásmových systémů a akustickou komplexností systémů třípásmových. Nabízejí vynikající kompromis pro ty, kteří hledají kvalitní basovou reprodukci a čistotu zvuku bez nutnosti investovat do velkých a často nákladných třípásmových systémů. Setkáme se s nimi tak ve sférách, kde je snaha nabídnout co nejlepší zvukový zážitek za rozumnou cenu jako například u reprosoustav Xavian Accorda Evoluzione vyráběných v Hostivici.

Třípásmové Reprosoustavy: Vrchol Detailu a Harmonie

Zajímavou ukázkou třípásmového systému jsou Focal Stella Utopia netypicky zdvojující měniče pro středové pásmo, zdroj: hifimanie.cz

Třípásmové reprosoustavy představují jeden z nejlepších způsobů, jak dosáhnout detailního zvuku s plným rozsahem. V těchto systémech pracují tři a více měničů společně tak, aby pokryly celé frekvenční spektrum – basové reproduktory se soustředí na nejnižší frekvence, středový měnič si bere na starost bohaté a čitelné středy a tweeter zajišťuje čisté jasné a hlavně pekelně rychlé výšky. Tato konfigurace umožňuje každému měniči specializovat se na specifický rozsah frekvencí, což vede k lepší reprodukci zvukových detailů a větší celkové vyváženosti zvuku. Klasické uspořádání měničů můžeme vidět například u JBL L100 Classic odkazujících na legendární design 70. let.

Třípásmové systémy však vyžadují více pozornosti při designu a výrobě než jednodušší dvoupásmové modely. Správné sladění měničů a výhybek je zásadní pro dosažení harmonického zvukového obrazu, kde se basy, středy a výšky přirozeně doplňují, aniž by docházelo k nepříjemným zkreslením nebo ztrátám v detailu. Když všechny komponenty spolupracují jako dobře sehraný orchestr, třípásmové reprosoustavy dokáží poskytnout posluchačům pohlcující zvukový zážitek, který věrně reprodukuje záměr umělce i zvukaře v nahrávacím studiu. Klíčem k jejich úspěchu je pečlivý design a ladění frekvenčních výhybek i konstrukce korpusu. Výhybky zajišťují, že signály směřují k odpovídajícím měničům ve správný čas a ve správné fázi a korpus má zase nemalý podíl na směřování samotných zvukových vln. Pokud se ale vše podaří, tak může posluchač zažít hudební nahrávku s neuvěřitelnou hloubkou, dynamikou a prostorovostí.

Třípásmovou konfiguraci najdeme i u špičkových studiových monitorů Neumann s aktivní výhybkou, zdroj: hifimanie.cz

Stejně jako u dvoupásmových konfigurací, i zde můžeme vidět různé konstrukce a počty měničů. A příčiny zůstávají stále stejné –  zdvojení basového měniče umožňuje zmenšení šíře reprosoustavy, vyšší rychlost a flexibilita měničů i menší ohrožení kvality reprodukce deformacemi membrány v pohybu. Nemusí to být pravidlem, ale rozhodně tak neplatí, že by vždy větší basový měnič měl být garancí perfektní prezentace basu. To můžeme vidět například u AQ Pontos 6.

Čtyřpásmové reprosoustavy

Skutečný vrchol komplexnosti domácího audia představují čtyřpásmové systémy. Buď jdou ještě dál z hlediska specializace jednotlivých pásem ve slyšitelném spektru, jako například legendární koaxiály La Sphére od Cabasse, anebo nabízí takzvaný super-tweeter. To je výškový měnič, který má na starosti vysoké frekvence za hranicí slyšitelného spektra. Zdá se totiž, že je sice nevnímáme přímo, ale můžeme postřehnout to, jak ovlivňuje jejich interakce v prostoru slyšitelné frekvence. Měli bychom tak získat přesnější zabarvení jednotlivých nástrojů a celkově přirozenější zvuk. Jisté je, že existují zvuky hudebních nástrojů, které produkují frekvence dosahující až 102,4 kHz. Tvrdí to výzkum A Survey of Musical Instrument Spectra to 102.4 KHz Jamese Boyka z California Institute of Technology.

Pokud se tedy snažíme o co nejrealističtější zvuk a technologie nám umožňuje vyloudit z našich reprosoustav i ultrazvuk, je zřejmě žádoucí se o to pokusit. Reprodukci to nepochybně zdokonalí. Zda to oceníme my, nebo jen netopýr visící za oknem už ale nechám na vás.

Zdroje: yumpu.com, realhd-audio.com, realhd-audio.com

Domů » Základy: Reprosoustavy a frekvenční pásma

Jan Frič

Od malička pohlcený technologiemi, zvukem a obrazem. Nejraději je, když sedne doma u filmu. Pak ostatní otravuje řečmi o tom, že je domácí kino lepší než multiplex.